含氟废水回用处理方法__中国百科网
含氟废水回用处理方法
    　　反渗透是近几十年兴起的水处理技术，已经广泛应用于工业给水、中水回用、废水处理及居民生活饮用水方面，具有环保、脱盐率高等优势〔1〕。　　近年来我国光伏行业发展迅速，光伏废水处理日益受到关注〔2〕。含氟废水是光伏行业产生的主要废水，大部分企业将含氟废水经过除氟处理后排放〔3, 4〕，但随着水资源日益匮乏，含氟废水回用已经成为必然趋势。　　保定天威英利新能源有限公司主要从事硅太阳能电池的生产和销售，拥有铸锭、硅片、电池和组件全产业链。含氟废水产自电池片生产环节，企业原有含氟废水处理设施可以将含氟废水通过化学沉淀法处理达标后排放，但企业为了减少水的使用和排放，将含氟废水通过反渗透技术处理后部分回用于生产。　　1 废水情况　　1.1 废水来源　　企业的含氟废水主要来源于电池车间，电池车间的工艺为：制绒→扩散→湿法刻蚀→喷涂减反射膜→印刷烧结。其中硅片制绒和刻蚀两个工序产生废水，包括废酸液(硝酸+氢氟酸、氢氟酸+盐酸或氢氟酸)、废碱液(氢氧化钾)、酸清洗水和碱清洗水。其中废酸液和废碱液水量较小，为间歇排放，酸清洗水和碱清洗水水量较大，水质水量相对稳定。由于废酸液水量较小，水质和水量波动较大，且腐蚀性很强，因此本项目不考虑此部分废水的回用，将此种废水从生产设备上接出独立管道流入企业原有处理设施除氟处理，将酸清洗水、碱清洗水和废碱液作为回用处理的原水。　　1.2 原有除氟设施情况　　经企业原有含氟废水处理设施处理后的废水，其出水可达到《污水综合排放标准》(GB )三级标准。除氟处理设施工艺流程如图 1所示。 图 1 除氟处理设施工艺流程　　除氟处理设施主要是通过加入石灰、氯化钙和絮凝剂，使废水中的氟化物与石灰和氯化钙中的钙离子生成氟化钙沉淀，以达到去除废水中氟化物的目的。　　1.3 水质水量　　企业三期满负荷生产情况下日产生含氟废水4 500 m3，含氟废水处理系统设计处理水量为4 800 m3/d。含氟废水经除氟处理前后水质见表 1。　　由表 1可以看出，含氟废水水质较为清洁，生产过程中只是在纯水中混入了酸或碱，废水中COD和硬度较低。在除氟处理过程中加入了石灰、絮凝剂等工业药剂，造成废水处理后COD、电导率和硬度较处理前更高，处理后的水质更为复杂，且加入过量的钙离子对反渗透膜有较大的堵塞隐患。　　2 回用工艺设计　　针对企业含氟废水水质特点，决定将准备回用处理的含氟废水处理后回用到纯水站代替新鲜水制备纯水供应到生产中，回用处理系统浓水排到原有除氟处理设施处理达标后排放。回用水质需满足《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 1)表 1中工艺与产品用水的水质标准要求，同时满足特征指标氟化物质量浓度低于5 mg/L、电导率低于100 μS/cm的要求。本项目设计出水水质要求见表 2。　　经过小型和中型试验，确定工艺流程如图 2所示。 图 2 标准工作曲线　　2.1 预处理工艺　　预处理环节由提升泵、pH初调节池、活性炭过滤器及氢氧化钠加药系统组成。　　由于废水pH较低，且水中含有碎硅片和酸碱与硅片反应后生成的二氧化硅等胶体物质，因此在废水进入反渗透系统前，需要先对废水进行预处理。　　由于废水中碎硅片颗粒较小，且废水有较强腐蚀性，因此未使用常规的格栅作为拦截设备，而是在废水进入收集池前管道上安装过滤精度为100 μm的布袋过滤器，过滤水中的碎硅片等物体，以避免碎硅片对反渗透膜的切割危险。　　由于废水中形成缓冲溶液，用氢氧化钠对废水进行pH调节时，若直接将废水调至中性则氢氧化钠消耗量较大，为降低运行成本，将pH调节分两次进行，进入一级反渗透前先将pH调至5，废水经过一级反渗透膜处理后，去除掉大部分弱酸离子，在进入二级反渗透前再将水pH调至中性。　　活性炭过滤器用于吸附废水中悬浮物、胶体和少量有机物，进一步保证了反渗透系统的进水要求。过滤器设反洗系统，可对活性炭介质进行清洗，以保证活性炭介质使用寿命。　　2.2 反渗透系统　　反渗透系统是本回用工程的核心，可去除水中绝大部分可溶性盐、胶体和微生物。反渗透系统主要包括保安过滤器、高压泵、两级反渗透膜、清洗系统及阻垢剂、还原剂加药系统等，此外，还配套了反渗透清洗和自控、监测等设施。　　2.2.1 保安过滤器　　保安过滤器采用过滤精度为5 μm的滤芯，可滤除掉粒径大于5 μm的污染物，保证反渗透膜系统正常运行。要求保安过滤器进出口压差超过0.1 MPa时更换滤芯。　　2.2.2 高压泵　　在一级和二级反渗透膜前分别安装高压泵，为反渗透膜组提供足够的进水压力，高压泵采用变频控制，可根据水温不同自动调整运行压强，并保护膜组件。　　2.2.3 反渗透膜　　一级反渗透膜选用海德能公司型号为PROC10的耐酸型聚酰胺负荷膜元件，该膜元件可适用于低pH水质环境，延长了膜的使用寿命，该反渗透膜长度为1 m，单根膜脱盐率为99.6%，具有较好的抗污染能力。膜壳采用300PSI玻璃钢反渗透专用压力容器。一级反渗透设计为2套系统，每套膜系统16支膜壳，每支膜壳装有6支膜，共计192支反渗透膜。　　二级反渗透膜选用海德能CPA-LD型反渗透膜元件，膜壳同样选用300PSI玻璃钢反渗透专用压力容器，同样设计为2套系统，每套系统12支膜壳，每支膜壳装6支反渗透膜，共计144支反渗透。　　2.2.4 阻垢剂加药系统　　为了防止浓水端反渗透膜化学结垢，在废水进入反渗透膜前加入阻垢剂。本系统选用高硅阻垢剂，可有效控制无机物结垢，对堵塞膜微孔的铁胶体和细小颗粒也起到分散作用。　　加药系统设置溶药箱和计量泵，加药量可实现根据流量自动调整。　　2.2.5 膜清洗系统　　反渗透运行压强应小于2 MPa，当系统长期运行后，因微量盐分结垢和有机物积累造成反渗透膜性能下降，运行压力升高，此时需用化学药品清洗。　　清洗系统由清洗药箱、清洗保安过滤器和清洗泵组成。　　3 系统运行情况　　此系统运行1 a，运行状况良好。系统产水量为90～130 m3/h，水回收率约为60%，脱盐率达到98%以上。系统运行水质情况见表 3。　　 4 效益分析　　该项目总投资约670万元，日处理废水4 320 m3，产生可回用水2 880 m3。吨水处理费用约为3.53元，以年运行330 d计，年直接运行费用335.5万元;按节省自来水4.25元/m3计，年节省水费403.9万元;由于本项目实施后，可减少含氟废水除氟系统处理水量，每年废水处理费用降低237.6万元，项目年净收益306万元，静态投资回报期约为2.2 a，经济效益可观。　　本项目实施后，每年节约新鲜水95万m3，减少氟化物排放量11.4 t，环境效益明显。 　　5 结论　　反渗透技术在光伏废水回用项目中应用可行，实际操作后证明运行状况良好，既减少了新鲜水的使用，又减少了工业废水排放，经济效益和社会效益良好。
收录时间:日 08:06:49 来源:中国污泥网 作者:匿名
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你可能喜欢含氟离子和氯离子酸性废水处理技术
更新时间： 14:02
来源：环境工程学报
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本实验研究了石灰乳和铝酸钠处理废水中的氟离子和氯离子的效果。通过正交实验得出:影响除氟离子效果因素的主次顺序为:pH值＞氟离子浓度＞反应时间;影响除氯离子效果因素的主次顺序为:氯离子浓度＞铝酸钠与氯离子的质量浓度比＞反应时间。通过单因素实验得出:在pH=9、反应时间为5min的条件下,废水中氟离子含量可由370.37mg/L降低到2mg/L以下,去除率可达99.45%;在铝酸钠与氯离子的质量浓度比为1∶10,反应时间为5min的条件下,废水中氯离子含量可由503.4mg/L降低到201mg/L以下,去除率可达60%。
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含氟离子废水如何处理
发布时间： 14:07:54&&中国污水处理工程网
我国含氟地下水分布广泛，尤其是在西北干旱地区，约有7000万人饮用含氟量超标的水，导致不同程度的氟中毒。工业上，含氟矿石开采、金属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排放的 中常含有高浓度的氟化物，造成环境污染。
对于这些含氟废水，目前国内大多数生产厂尚无完善的处理没施，所排放的废水中氟含量指标尚未达到国家排放标准，严重污染着人类赖以生存的环境。按照国家工业废水排放标准，氟离子浓度应小于10 mg/L；对于饮用水，氟离子浓度要求在1 mg／L以下。含氟废水的处理方法有多种，本文对含氟废水的化学沉淀法进行详细的介绍。
含氟离子废水如何处理：对于高浓度含氟工业废水，一般采用钙盐沉淀法，即向废水中投加石灰，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但存在处理后出水很难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点。
氟化钙在18 ℃时于水中的溶解度为16.3 mg/L，按氟离子计为7.9 mg/L，在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。氟的残留量为10～20 mg/L时形成沉淀物的速度会减慢。当水中含有一定数量的盐类，如氯化钠、硫酸钠、氯化铵时，将会增大氟化钙的溶解度。因此用石灰处理后的废水中氟含量一般不会低于20～30 mg/L。石灰的价格便宜，但溶解度低，只能以乳状液投加，由于生产的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2颗粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。投加石灰乳时，即使其用量使废水pH达到12，也只能使废水中氟离子浓度下降到15 mg/L左右，且水中悬浮物含量很高。当水中含有氯化钙、硫酸钙等可溶性的钙盐时，由于同离子效应而降低氟化钙的溶解度。含氟废水中加入石灰与氯化钙的混合物，经中和澄清和过滤后，pH为7～8时，废水中的总氟含量可降到10 mg/L左右。为使生成的沉淀物快速聚凝沉淀，可在废水中单独或并用添加常用的无机盐混凝剂(如三氯化铁)或高分子混凝剂(如聚丙烯酰胺)。为不破坏这种已形成的絮凝物，搅拌操作宜缓慢进行，生成的沉淀物可用静止分离法进行固液分离。在任何pH下，氟离子的浓度随钙离子浓度的增大而减小。在钙离子过剩量小于40 mg/L时，氟离子浓度随钙离子浓度的增大而迅速降低，而钙离子浓度大于100 mg/L时氟离子浓度随钙离子浓度变化缓慢。因此，在用石灰沉淀法处理含氟废水时不能用单纯提高石灰过剩量的方法来提高除氟效果，而应在除氟效率与经济性二者之间进行协调考虑，使之既有较好的除氟效果又尽可能少地投加石灰。这也有利于减少处理后排放的污泥量。 具体参见更多相关技术文档。
含氟离子废水如何处理：由于氟化物不是废水中唯一要被除去的污染物，因此要根据实际情况选择合适的处理方法。例如含氟废水中溶有碳酸钠、重碳酸钠时，直接投加石灰或氯化钙，除氟效果会降低。这是因为废水中存在着一定量的强电解质，产生盐效应，增加了氟化钙的溶解度，降低除氟效果。其有效的处理方法是先用无机酸将废水pH调到6～8之间，再与氯化钙等反应就可有效地除去氟离子。若废水中含有磷酸根离子，则先用石灰处理至pH大于7，再将沉淀物分离出来。对于成分复杂的含氟废水，可用加酸反调pH法，即首先在废水中加入过量的石灰，使pH＝11，当钙离子不足时补加氯化钙，搅拌20 min，然后加盐酸使废水pH反调到 7.5～8，搅拌20 min，加入絮凝剂，搅拌后放置30 min，然后底部排泥，上清液排放。
含氟离子废水如何处理：近年来有些研究者提出在投加钙盐的基础上联合使用镁盐、铝盐、磷酸盐等工艺，处理效果比单纯加钙盐效果好。如阎秀芝提出氯化钙与磷酸盐除氟法，其工艺过程是：先在废水中加入氯化钙，调pH至9.8～11.8，反应0.5 h，然后加入磷酸盐，再调pH为6.3～7.3，反应4～5 h，最后静止澄清4～5 h，出水氟质量浓度为5 mg/L左右。钙盐、磷酸盐、氟三者的摩尔比大约为(15～20)∶2∶1。文献中报道了一种用氯化钙和三氯化铝联合处理含氟水的方法，其工艺过程是：先在废水中投加氯化钙，搅溶后再加入三氯化铝，混合均匀，然后用氢氧化钠调pH至7～8。沉降15 min后砂滤，出水氟离子浓度为4 mg/L。氯化钙、三氯化铝和氟的摩尔比为(0.8～1)∶(2～2.5)∶1。钙盐联合使用镁盐、铝盐、磷酸盐后，除氟效果增加，残氟浓度降低，主要是因为形成了新的更难溶的含氟化合物，剩余污泥和运行费用仅为原来的1/10。如钙盐与磷酸盐合用时，会生成Ca5(PO4)3F沉淀；氯化钙与三氯化铝合用时形成有钙、铝、氟组成的络合物沉淀，其具体组成和结构尚待进一步研究。}